核电设备检测中的网络无损检测集成技术探讨

刘小军　高三杰

【摘 要】随着核电工业生产的安全性不断提升以及产品质量控制要求的强化，使得人们对无损检测技术有了更高的要求。本文利用计算机网络技术实现了涡流、磁记忆、漏磁和超声等实现了无损检测设备的集成系统以及远程遥控，并且对EEC-2008net电磁超声集成无损检测系统进行了研发。

【关键词】网络；核电设备；无损检测；涡流；超声

核电站工业的发展和我国的民生产业有着紧密的联系，无损检测技术可以有效保证核电站的安全生产。无损检测技术中包含了多个学科。因此检测人员需要具备较高的专业基础与实践经验，同时还要具备较高的素质。可以实现多种无损检测技术的集成，并将相应的检测测控仪器接在互联网中，实施信息共享和远程控制，综合分析与评价多种采集方法和数据的存储，实现工作效率的提升，并减少设备对人员的依赖。

1 网络无损检测技术的原理

现代无损检测技术中主要包含的方法有：超声、射线、涡流、渗透和磁粉五种，以及其他方面的漏磁、声发射等。[1]每一种检测方法都有着自身的基本原理和检测特点。例如超声检测主要利用的是广泛的无损检测技术，该技术可以对金属、非金属和复合材料等构件实行无损评价，但是其应用也存在应的局限性；无法检测表面缺陷，表面粗糙的构建需要接受预先处理；针对不光滑表面以及不能接受处理的工件检测效果十分不理想。射线检测技术的成本较高且存在面积缺陷和裂缝检测灵敏度不高等，同时还会对检测人员造成伤害。涡流检测技术有着检测时间短的优点，线圈和试件之间可以不进行直接接触，且不需要耦合剂。但涡流检测只在导电材料中，面对复杂的检测对象以及不同检测要求下，只依靠一种检测技术是难以对缺陷程度进行判断的。

无损检测技术的研究逐渐被重视并且已经存在一部分应用。主要采用不同检测仪器中的共同部分，组成以太网，通过传输手段下的开放式数字信息处理平台，实现对信号的控制、采集数据、系统软件以及可视化通用等。

2 网络无损检测的集成方式

在计算机、可视技术以及仿真技术的快速发展中，硬件工艺得到了长足的发展，促使研制和开发新的无损检测集成技术变成现实。针对无损检测技术对各种资源可以节约且实现成本降低等优势，无损检测技术的信息化、智能化、网络化和综合化程度在不断提升。超声博检测与涡流检测的集成逐渐被无损检测技术所运用。[2]

2.1 超声检测与涡流检测系统的集成

超声波检测系统的主要工作原理以及其中的构件可以通过图1得知，该系统可以被简单描述为：信号发生器产生脉冲信号后，在驱动电路发出的高压脉冲作用下，对发声探头进行刺激，进而转换为超声波最终发射至被测试件内，从被测试件中返回的超声波可以被接受，随后转化为电信号，电信号被前置放大以及条理后，传送给A/D数据，最终采集至计算机系统中接受数据管理、分析与显示，同时还能同打印设备和报警设备进行连接。

涡流检测系统的工作原理和主要组成部分可以通过下图2得出，简述为：信号发生器产生相应的信号频率，在驱动电路的经历下产生正弦波和脉冲波对探头的线圈进行激励，随后在被测试件试件内出现涡流，工作间获取的信号被接受探头所接受后实现前置放大，在相敏检波模块和平衡滤波下实行处理，在处理后信号通过增益放大，随后有A/D数据进行采集，随后送入计算机内，接受数据的一系列处理，随后的方式和超声波检测系统相同。

依据上述两种检测方法组成的示意图，两者之间既存在属于各自的信号转换方式、提取处理单元，同时还存在部分相同处理模块，如信号的产生、放大、A/D采集、记录、数据存储和打印等。若在设计切换开关手段下，实现软硬件的合理分配，实现资源的和活力使用，整合两种方法为一个整体，则会产生极大的便利，更重要的是检测数据的集中管理可以对用户的综合比较分析提供便利。

3 无损检测系统的网络连接

无损检测集成技术对多种型号的处理综合性能有着较高的要求，因此可以为各种信息的传输提供快速的连接方式。这种快速的连接方式主要有两种：一种是通用串行总线，另一种是以太网网络连接方式。

利用高速USB接口的连接中，接口支持的最高传输速度为480Mbps，对即插即用和热插拔功能实现了有效支持，USB设备的连接电缆长度最长可达5m，它可以通过USB集线器实行层式星形的拓扑连接，一个机器的最多连接量可以达127个USB设备，同时还能实现对5级拓扑进行连接，因而十分适合当做主机以及检测仪器相互的通信接口。在USB总线接线方式下，可以对多台存在性能差异的检测仪器实现集成，并且每一台仪器同时可以拥有多个通道，最终组成多通道的检测数据采集系统。

工业以太方式为，利用工业以太网实现技术上和商业上的兼容，对于材质的选择和产品强度以及适用性对工业实际工作中需要进行满足。[3]以太网技术有着广泛的应用价值，可以对所有的编程进行支持，软硬件的资源都十分丰富，和互联网的连接也比较容易，可以实现办公自动化和工业控制网络之间的无缝对接，且有着较大的可持续发展空间。可以实现多块检测板在不同主机连接方式下的以太网进行连接在一起。每一个板块对多个通道可以进行支持，不同检测板使用网络芯片，软件主要采用的是TCP/IP或是UDP协议。

4 小结

无损检测集成技术可以集中不同检测方法的优点，实现试件的全面性检测，进而对检测效率进行提升，并增强信息的可靠性、准确性以及完整性。网络和无损检测设备的结合可以对喝点设备的检测需求进行满足，在系统的使用热交换检测以及寿命管理中意义重大。

【参考文献】

[1]林俊明，林发炳，林春景，张开良，余兴增，李寒林，叶琛.网络无损检测集成技术在核电设备检测中的应用[J].无损检测，2009，11：851-854+922.

[2]林俊明，林发炳，林春景，张开良，余兴增，李寒林.网络无损检测集成技术在核电设备检测中的应用[C]//江苏省特种设备安全监督检验研究院、江苏省机械工程学会无损检测学会、南京大学、南京航空航天大学.2009远东无损检测新技术论坛论文集.江苏省特种设备安全监督检验研究院、江苏省机械工程学会无损检测学会、南京大学、南京航空航天大学，2009：9.

[3]耿荣生，景鹏.蓬勃发展的我国无损检测技术[J].机械工程学报，2013，22：1-7.

[责任编辑：杨玉洁]